ОТО: основные принципы и идеи

ОТО: основные принципы и идеи.

В 1916 г. Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО), над которой работал в течение 10 лет. ОТО обобщила СТО на ускоренные, т.е. неинерциальные системы. Основные принципы ОТО сводятся к следующему:

· ограничение применимости принципа постоянства скорости света областями, где гравитационными силами можно пренебречь; (там, где гравитация велика, скорость света замедляется);

· распространение принципа относительности на все движущиеся системы (а не только на инерциальные).

3.1. Принцип эквивалентности

Рассмотрим тело, подвешенное на нити к потолку лифта. вес тела равен силе натяжения нити P = T.

По второму II закону Ньютона

Проекция уравнения на ось:

При a > 0 - лифт ускоряется, двигаясь вверх, P > P₀ - вес покоя; при a < 0 – лифт ускоряется, двигаясь вниз, P < P₀; при a = g - лифт падает, P = 0 - состояние невесомости.

Известность получил его также мысленный эксперимент Эйнштейна, в котором ученый рассматривает лабораторию, помещенную в закрытой кабине лифта, в двух различных ситуациях. В первом случае кабина лифта подвешена неподвижно в гравитационном поле Земли, и наблюдатель, присутствующий в ней, видит, что предметы падают с привычным ускорением свободного падения. Во втором случае кабина лифта находится в космосе, далеко от каких-либо масс, но при этом ракетный двигатель сообщает ей ускорение, в точности равное ускорению свободного падения, и наблюдатель этого не ощущает. Эйнштейн привлек внимание к тому, что если справедлив принцип эквивалентности, то совершенно невозможно отличить падение тел под действием силы тяжести от падения под действием инерции. Таким образом, гравитация и

инерция в некотором смысле приводят к одинаковым эффектам.